劉玉東，劉玉柱

(1.黑龍江省隆業(yè)水利水電工程建設有限公司，哈爾濱150081;2.賓縣水務局，黑龍江賓縣150400)

由于近年國家投資力度加大，我省中低產(chǎn)田改造項目增多，而且多為旱田改水田。由于受季節(jié)影響，旱田改水田項目工期多為當年施工當年完成，渠道土方填筑和混凝土板襯砌同年完成，第二年便投入使用，土方自然沉降時間較短，造成渠道工程多有凍脹和沉降破壞，根據(jù)2007年至今我所施工的依蘭縣中低產(chǎn)田改造項目實際施工經(jīng)驗，淺述渠道變形產(chǎn)生原因以及預防措施。

1 渠道變形原因

渠道襯砌變形破壞產(chǎn)生的原因有很多，包括渠道土體特性，壓實度，地下水位高低，土壤水分大小，砌體材料性能和結構強度，幾何尺寸，防滲排水措施，以及當?shù)囟練鉁睾蜏夭钭兓龋蓝臼褂们闆r和管理水平等等。

1.1 筑渠土方的變形和破壞

1)由于土方填筑壓實度不夠，以及土方填筑后，自然沉實時間較短，尤其是當年筑渠當年襯砌的渠道，渠土沒有經(jīng)過凍融沉降，渠土顆粒間隙較大，含水量較多，造成土基沉降或凍融破壞。

2)筑渠土料含水量大，容易產(chǎn)生“彈簧土”和裂縫，從而留下隱患?；蛘咄亮细稍?，難以夯實，易于沉陷。

3)由于渠道中的水有一部分產(chǎn)生滲漏，滲入渠床中和由于種種原因地下水上升，使混凝土襯砌板下的土基中的含水量增加。在冬季負溫下，土壤中的水分發(fā)生冰凍，造成土體膨脹?；炷烈r砌板在凍土膨脹力的作用下，產(chǎn)生裂縫甚至斷裂。氣溫回升后，凍土融化，使渠床土體失去強度，致使混凝土襯砌板進一步破壞。

1.2 襯砌混凝土板的破壞

混凝土襯砌材料具有一定的吸水性，又經(jīng)常處于水下的環(huán)境，材料內部的水分在冬季結成冰后，體積發(fā)生膨脹變化，產(chǎn)生了裂縫。裂縫產(chǎn)生加大了襯砌材料的吸水性。來年冬天，混凝土襯砌板體積膨脹加劇，導致混凝土防滲材料的凍融破壞。如混凝土表層剝落、凍酥、混凝土結構完全被破壞等等。如果混凝土振搗不實，留下蜂窩和麻面，造成表面粗糙，易噙水，凍融破壞將更加嚴重。

1.3 其他因素的破壞

渠道坐落在軟弱基礎上，基礎承載力小，含水量大;渠道防滲膜鋪設質量不達標，防滲效果不好;渠道運行維護措施跟不上，不按設計標準放水，隨意加大流量，不及時清除渠內淤積物，特別是入冬前雜物阻塞，致使渠內積水滲入土內;渠道一側近距離存在排水溝道，致使渠道基礎土壤含水率較大，以上原因均為混凝土襯砌體凍脹破壞創(chuàng)造了條件。

2 預防渠道襯砌變形破壞的措施

2.1 防滲渠道的選址與規(guī)劃

1)在地理位置上，要注意避開有較大凍脹量的地段。如松軟土層、淤泥地帶、沼澤和地下水位較高的地段，應選擇透水性較強的不易產(chǎn)生凍脹的地段。

2)襯砌渠道應盡量采用全填方式或半挖半填式，減少因地下水補給對渠道土基產(chǎn)生的凍脹量。

3)渠系選線時，應選擇地勢較高的地段，避免渠道兩側有水或容易積水。

4)在渠道兩側設置排渠或林帶能有效降低地下水位，減少土基中的含水量。

2.2 做好清基

筑渠前，草皮等腐殖土一定要清基徹底。

2.3 加強筑渠土方筑渠的質量管理

筑渠前進行土料碾壓試驗，控制土料的最優(yōu)含水率，不合格土料堅決不允許筑渠。土方填筑厚度控制在30 cm，然后進行機械碾壓，達到設計干密度。

2.4 供水渠道土方填筑的施工方法

由于渠道工程渠頂寬度較小，而且成型后有4條邊坡，尤其是過水斷面的土坡，碾壓密實與否對于渠道的沉降以及凍脹變形的大小起到至關重要的作用，常規(guī)渠身兩側鋪土碾壓填筑土料，很難達到壓實效果，極容易造成渠體沉降和凍脹破壞，根據(jù)依蘭縣小洼丹村和哈蜚村土方筑渠的經(jīng)驗，將渠道兩個外坡線范圍內全部鋪土壓實，使用60推土機碾壓密實，過水斷面在渠身填筑到設計高程后，再將過水斷面的土方挖出。這種方法能有效的對筑渠土方尤其是襯砌范圍內的土基進行壓實，減少渠基礎的沉降，同時使土顆粒保水率達到較低標準。

為了節(jié)約工程成本，有效利用土方，減少因為過水斷面的土方挖出堆放后對農(nóng)田形成永久性占地，筑渠采用“借土”填筑的施工方法，具體內容是:在渠體外坡線范圍內整體外運填筑土方，填筑的土方高程控制在挖出的過水斷面土方填筑在兩側渠頂后，能夠達到設計渠頂高程，并留有預留沉降量，此時停止外運筑渠，利用挖掘機借渠道一側農(nóng)田土方筑渠，使渠道頂高程達到設計標準;土方填筑完成后，采用120小型挖掘機開挖過水斷面，并將開挖的土方還給借挖的農(nóng)田。實踐證明借用的農(nóng)田土質量能夠滿足渠道填筑要求，而且還原的土方在經(jīng)過一年后，能夠達到種植水田的標準。

2.5 渠道襯砌的結構形式

混凝土襯砌主要有現(xiàn)澆混凝土襯砌和預制混凝土板襯砌兩種結構形式，根據(jù)兩種結構形式的特點，對于不同的渠道部位，可使用相應的結構形式。

由于渠道一般坐落于農(nóng)田地中，為了減少永久占地，一般設計坡比較陡(一般在1∶1.5左右)，坡面進行現(xiàn)澆混凝土施工時，混凝土入倉振搗在坡面上作業(yè)，很難保證振搗質量，又由于坡面水位變化區(qū)容易產(chǎn)生不均勻沉降和凍脹破壞，現(xiàn)澆混凝土不便于維修，筆者認為坡面采取混凝土預制板鋪設的方法較好;眾所周知給水渠道渠底的水量損失要遠大于坡面的水量損失，而現(xiàn)澆混凝土護砌的渠道保水率要大于預制混凝土板鋪砌的渠道0.3%，加之渠底現(xiàn)澆混凝土整體性較好，并處于非水位變化區(qū)，受凍融破壞和沉降變形的影響較小，加之施工方便，成本較低，使用現(xiàn)澆混凝土進行渠道底襯砌從節(jié)水、工程質量、成本、進度上都具有一定優(yōu)勢。

2.6 防滲膜的鋪設

渠道防滲膜在鋪設前檢查基底是否平整;鋪膜時注意預留一定的松弛度;膜料的接縫黏接完好;膜料中應沒有損壞的空洞。膜料的厚度一般為0.18～0.22 mm比較合適。

2.7 加強渠道日常運行管理和經(jīng)常性維修保養(yǎng)，確保渠道安全高效運行

嚴格按渠道設計標準防水，嚴禁超載帶病運行。渠道設計標準是根據(jù)渠道坐在地地理位置、灌溉面積等因素，在勘測設計時確定的，故行水應以設計標準為極限，不可為解一時之急，給工程留下隱患。建立經(jīng)常性的渠道檢查維修保養(yǎng)制度，防洪于未然，每個灌季結束后，特別是入冬前和冬灌后，要對渠道進行一次全面檢查，及時徹底清理淤積，整修渠堤，確保渠底無雜物、無積水，以免因凍脹破壞渠道。一旦發(fā)現(xiàn)局部裂縫現(xiàn)象，應及時維修，以防破壞擴大。